論文の概要: Bayesian Fully-Connected Tensor Network for Hyperspectral-Multispectral Image Fusion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.18400v1
- Date: Tue, 21 Oct 2025 08:19:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-25 03:08:13.150029
- Title: Bayesian Fully-Connected Tensor Network for Hyperspectral-Multispectral Image Fusion
- Title(参考訳): ハイパースペクトル・マルチスペクトル画像融合のためのベイジアン完全連結テンソルネットワーク
- Authors: Linsong Shan, Zecan Yang, Laurence T. Yang, Changlong Li, Honglu Zhao, Xin Nie,
- Abstract要約: ハイパースペクトル・マルチスペクトル画像融合のための完全接続ネットワーク(BFCTN)分解法を提案する。
BFCTNは、最先端の核融合精度と強靭性を達成するだけでなく、複雑な実世界のシナリオにも実用的な適用性を示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 20.64193953092791
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Tensor decomposition is a powerful tool for data analysis and has been extensively employed in the field of hyperspectral-multispectral image fusion (HMF). Existing tensor decomposition-based fusion methods typically rely on disruptive data vectorization/reshaping or impose rigid constraints on the arrangement of factor tensors, hindering the preservation of spatial-spectral structures and the modeling of cross-dimensional correlations. Although recent advances utilizing the Fully-Connected Tensor Network (FCTN) decomposition have partially alleviated these limitations, the process of reorganizing data into higher-order tensors still disrupts the intrinsic spatial-spectral structure. Furthermore, these methods necessitate extensive manual parameter tuning and exhibit limited robustness against noise and spatial degradation. To alleviate these issues, we propose the Bayesian FCTN (BFCTN) method. Within this probabilistic framework, a hierarchical sparse prior that characterizing the sparsity of physical elements, establishes connections between the factor tensors. This framework explicitly models the intrinsic physical coupling among spatial structures, spectral signatures, and local scene homogeneity. For model learning, we develop a parameter estimation method based on Variational Bayesian inference (VB) and the Expectation-Maximization (EM) algorithm, which significantly reduces the need for manual parameter tuning. Extensive experiments demonstrate that BFCTN not only achieves state-of-the-art fusion accuracy and strong robustness but also exhibits practical applicability in complex real-world scenarios.
- Abstract(参考訳): テンソル分解はデータ解析の強力なツールであり、ハイパースペクトル・マルチスペクトル画像融合(HMF)の分野で広く利用されている。
既存のテンソル分解に基づく融合法は、典型的には破壊的なデータベクトル化/再構成や、因子テンソルの配置に厳密な制約を課すことに頼り、空間スペクトル構造の保存と相互相関のモデル化を妨げている。
近年、FCTN(Fully-Connected Tensor Network)の分解により、これらの制限が部分的に緩和されているが、高次テンソルにデータを再構成するプロセスは、本質的な空間スペクトル構造を混乱させ続けている。
さらに,これらの手法は広範囲な手動パラメータチューニングを必要とし,騒音や空間劣化に対して限られた頑健性を示す。
これらの問題を緩和するために,ベイズ FCTN (BFCTN) 法を提案する。
この確率的枠組みの中で、物理的要素の空間性を特徴づける階層的スパース(英語版)は、因子テンソル間の接続を確立する。
このフレームワークは、空間構造、スペクトルシグネチャ、局所的なシーンの均一性の間の本質的な物理的結合を明示的にモデル化する。
モデル学習のために,変分ベイズ推論(VB)と期待最大化(EM)アルゴリズムに基づくパラメータ推定法を開発し,手動パラメータチューニングの必要性を大幅に低減する。
大規模な実験により、BFCTNは最先端の核融合精度と強靭性を達成するだけでなく、複雑な実世界のシナリオで実用性を示すことが示されている。
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